Minuscule鼓推动量子怪异的限制

2021-05-07 23:29:15

通过演奏两个微小的鼓,物理学家提供了最直接的演示,但量子缠结 - 通常与子颗粒的奇异效果 - 适用于较大的物体。

在5月1日2日2日的两篇科学论文中描述的发现可以帮助研究人员构建虚拟性灵敏度的测量装置,以及可以执行超出任何普通计算机范围的某些计算的量子计算机。

Quantum Mechence的反向直观规则预测,两个物体可以共享共同的“纠缠的”状态。然后,一个物体的可测量属性,例如其位置或速度,与另一个物体相关,其相关程度比在经典或非量子物理学中可以实现的程度强。

虽然量子物理法则没有任何内容对亚杀菌颗粒限制了这种量子怪异,但该理论预测,在更大的尺度上 - 例如,猫量子效应的尺寸应该如此缺失,以便在实践中不可观察。物理学家长期争论这是否只是对我们的感官和仪器的限制,或者宏观对象是否受到自身一组与量子力学不同的法律管辖。为了探索这个问题,研究人员一直在推动在更大的尺度上观察量子效应。 “我们研究的一点是,在古典世界中有量子呢?”芬兰Aalto大学的物理学家MikaSillanpää说。

在美国国家标准与技术研究所的博尔德,科罗拉多州,物理学家Shlomi Kotler和他的合作者建造了一对振动铝膜,类似于两个微小的鼓,每个微量测量仪长。

虽然这些结构对肉眼几乎看不见,但它们是巨大的量子标准,但由围绕一万亿原子组成。当一个世纪前的物理学家发现量子力学时,“人们没有想象你可以用这个大的事情进行实验”,Kotler说,他现在在耶路撒冷的希伯来大学。

该团队用微波光子造成膜,使它们同步地振动,并以这样的方式,它们的动作处于量子缠绕状态:在任何给定的时间,随着滚筒上下摆动,从较上下摇动,从平面摇动它们处于相同的位置,探测其速度返回完全相反的值。

另外两位实验室在过去的宏观振动物体上进行了类似的测量,显示了纠缠态的表现3,4.但是Kotler和他的团队能够通过在它出现的那一刻的信号来“看到”更直接的纠缠更直接他们的设备。 Kotler表示,这类似于历史记录玩家在将信号发送到放大器之前,有助于减少嘶嘶声。该团队还提高了早期的技术,允许研究人员更可靠地创造纠缠。

这种步骤对于可以编码膜中的振动中的信息的诸如量子计算机的诸如膜中的信息的诸如Quantum计算机的措施至关重要,Kotler表示 - 一种自由派替代的流行接近的替代方法,其通常涉及电流或原子系统。亚马逊最近宣布正在调查使用振动晶体来编码和处理量子信息的可能性。

在具有量子鼓的单独实验中,由Sillanpää领导的一组探讨了Heisenberg不确定原理的限制,这使得任何测量必须改变正在测量的物体的状态。

该团队还建造了一对微小的铝桶,并使用微波频率光子,既可以将其放在同步的振动图案中并读出鼓的位置。

该实验对Kotler团队进行的一个不同的目的 - 研究人员希望探测量子和非量子行为之间的边界。他们调整了振荡鼓以协调但不相同的方式移动,因此它们的一些可测量的性质与单个虚拟振荡鼓的一些可测量的性质相同。

通过这种方式,研究人员能够测量虚拟鼓的位置而不会影响其速度。对于普通量子振荡器,这是因为Heisenberg不确定性原则是不可能的。加拿大伯爵,加拿大西蒙弗雷泽大学的理论物理学家,研究人员“利用量子力学将量子力学利用量子力学来绕过Quack量子力学”。

与Kotler的实验一样,两个鼓共享纠缠状态,测量技术开辟了研究大物体自发发展的纠缠的可能性。 “我们可以在不摧毁它们的情况下不断衡量纠缠的国家,”Aalto ofSillanpää的同事和本文共同作者,Silanpää的一位同事Laure Mercier deLapinay说。

量子鼓技术可能导致仪器的开发,击败量子力学施加在测量上的局限性。 “一个申请将是一种力传感器,”刘说。 他说,取决于如何设计的设备,可以测量不同类型的力,例如磁性或引力。